Nghiên cứu ảnh hưởng hỗ tương các chất điều hòa sinh trưởng thực vật trên một số nền phân bón đối với sự sinh trưởng và phát triển của lan dendrobium sp.

Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU -3- 2.1 Giới thiệu chung về lan Dendrobium 2.1.1 Phân loại: [1] Ngành Magnoliophyta hay Angiospermatophyta Lớp Liliopsida hay Monocotyledoneae Phân lớp Liliidae Bộ Orchidales Họ Orchidaceae Họ phụ Epidendroideae Tông Epidendreae Giống Dendrobium Loài Dendrobium sp. 2.1.2 Sự phân bố: Lan là họ lớn thứ 2 trong ngành hạt kín sau họ cúc và là họ lớn nhất trong lớp 1 lá mầm , phân bố khắp nơi trên trái đất. Trên thế giới, họ lan có khoảng 750 chi khác nhau với ít nhất 25000 loài bản địa và hơn 30000 giống lai, đây là kết quả của việc lai tạo và danh sách các giống lai không ngừng tăng lên. Ở nước ta hiện biết trên 130 chi với 800 loài [4]. Giống Dendrobium có khoảng 16000 loài và đã được lai tạo thêm nhiều loài mới. Ở Việt Nam, Dendrobium còn được gọi là Hoàng lan hay Đăng lan, có đến 100 loài, xếp trong 14 tông. Có 2 dạng chính: dạng đứng (Dendrobium Phalaenopsis) thường mọc ở vùng nóng, chịu ẩm và siêng hoa; dạng thòng (Dendrobium Nobile) chịu khí hậu mát mẻ [2]. 2.1.3 Đặc điểm hình thái: 2.1.3.1 Rễ Hệ rễ khí sinh, có một lớp mô hút ẩm dày bao quanh gồm những lớp tế bào chết chứa đầy không khí nên rễ ánh lên màu xám bạc. Rễ lan Dendrobium không chịu được lạnh [2] -4- 2.1.3.2 Thân Dendrobium thuộc nhóm đa thân dạng cộng trụ, có hệ thống nhánh nằm ngang bò dài trên giá thể hoặc nằm sâu trong đất gọi là thân rễ (căn hành) [2]. 2.1.3.3 Giả hành Giả hành là những đoạn phình to, giúp dự trữ nước và chất dinh dưỡng [2]. 2.1.3.4 Lá Các lá mọc xen kẽ nhau và ôm lấy thân giả do lá có tận cùng bằng một cuống hay thuôn dài xuống thành bẹ ôm thân. Hình dạng và cấu trúc lá rất đa dạng [2]. 2.1.3.5 Hoa Hoa tổ chức theo kiểu tam phân (mẫu 3): 3 lá đài, 3 cánh hoa, 3 tâm bì. Phấn hoa dính lại thành khối. Trụ là phần hợp nhất của bộ phận sinh dục đực và bộ phận sinh dục cái. Đây là điểm quan trọng chỉ có ở hoa lan [5]. Chồi hoa mọc từ các mắt ngủ giữa các đọt lá trên thân gần ngọn, trên ngọn và cả trên ngọn cây Keikei. Hoa mọc thành chùm đơn hay kép hay từng hoa riêng lẻ, cành hoa dạng rũ hay thẳng đứng [2]. 2.1.3.6 Quả Quả thuộc loại quả nang. Khi hạt chín, các nang bung ra, chỉ còn đính lại ở đỉnh và gốc [2]. 2.1.3.7 Hạt Một quả chứa từ 10000 đến 100000 hạt, đôi khi đến 3 triệu hạt nên kích thước rất nhỏ, phôi hạt chưa phân hóa [2] 2.1.4 Điều kiện ngoại cảnh cho sinh trưởng và phát triển của Dendrobium 2.1.4.1 Ánh sáng Ánh sáng rất cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển của cây lan, giúp cây quang hợp tổng hợp chất dinh dưỡng. Ánh sáng thấp làm cho thân cây mảnh khảnh, -5- lá mỏng, hoa nhỏ hoặc không có hoa. Dendrobium cần khoảng 50-80% ánh sáng [2]. 2.1.4.2 Nhiệt độ Nhiệt độ tác động lên cây lan thông qua con đường quang hợp. Cường độ quang hợp tăng khi nhiệt độ tăng ở mức độ giới hạn nhất định. Nhiệt độ quá cao, cây sẽ mất nước, quang hợp và hô hấp giảm. Nhiệt độ quá thấp làm nước trong tế bào kết tinh, phá vỡ cấu trúc tế bào. Dendrobium thích hợp với khí hậu nhiệt đới và cận nhiệt đới. Cây trưởng thành cần chênh lệch nhiệt độ ngày và đêm là 6-90C. Nhiệt độ thích hợp nhất cho sự phát triển của Dendrobium là: Ngày: 27-320C Đêm: 16-180C [2] 2.1.4.3 Ẩm độ Sự quang hợp và hô hấp rất cần nước cho nên nếu thiếu nước, các phản ứng biến dưỡng sẽ giảm đi hay ngừng. Có 3 loại ẩm độ: Ẩm độ vùng là ẩm độ của một vùng rộng lớn, do điều kiện địa hình, địa lý nơi đó định đoạt. Ẩm độ vườn là ẩm độ chính ngay trong vườn lan và ẩm độ này có thể cải tạo theo ý muốn. Ẩm độ cục bộ là ẩm độ ngay chính trong chậu trồng lan, tùy thuộc vào giá thể, thể tích chậu, loại chậu, vị trí đặt chậu, cách tưới… Dendrobium cần ẩm độ khoảng 50-60% [5]. 2.1.4.4 Độ thông thoáng Độ thông thoáng là một trong những yếu tố cần thiết để cây lan sinh trưởng và phát triển tốt, cung cấp nguyên liệu cho quang hợp (CO2) và hạn chế bệnh cho lan [5]. 2.1.5 Vai trò của các chất dinh dưỡng đối với sinh trưởng và phát triển của cây lan Dinh dưỡng đóng vai trò rất quan trọng đối với cây lan. Khi cây lan đầy đủ dinh dưỡng thì cây sẽ sinh trưởng và phát triển tốt, ra nhiều hoa, hoa to, bền, đẹp. Ngược lại, khi thiều dinh dưỡng thì cây sẽ còi cọc, kém phát triển, không có hoặc -6- cho ít hoa. Cây lan cần 13 chất dinh dưỡng khoáng, thuộc nhóm đa, trung và vi lượng. 2.1.5.1 Nitơ (N) Nitơ kết hợp với nhiều thành phần của tế bào thực vật như amino acid, acid nucleic [12][31]. Thiếu N: sẽ xuất hiện những triệu chứng đặc trưng của sự tăng trưởng như cây còi cọc, ít ra lá, ra chồi mới, lá dần chuyển sang màu vàng theo quy luật lá già vàng trước, lá non sau. Rễ mọc ra nhiều nhưng cằn cỗi, khó ra hoa [5] Thừa N: thân lá xanh mướt nhưng mềm yếu, dễ đổ ngã và sâu bệnh hại, đầu rễ chuyển sang màu xám đen, cây khó ra hoa [5] 2.1.5.2 Phospho (P) Phospho có trong các thành phần quan trọng của tế bào thực vật bao gồm đường phosphat dùng trong hô hấp và quang hợp, phospholipid tạo màng tế bào, thành phần của nucleotid dùng trong biến dưỡng năng lượng, trong phân tử DNA và RNA [12][31]. Thiếu P: cây còi cọc, lá nhỏ, ngắn, chuyển sang xanh đậm, rễ không trắng sáng mà chuyển sang màu xám đen, cây không ra hoa [5]. Thừa P: cây thấp, lá dày, ra hoa sớm nhưng hoa ngắn, nhỏ và xấu, cây mất sức nhanh sau khi ra hoa và khó phục hồi. thừa lân dẫn đến thiếu kẽm, sắt và mangan [5]. 2.1.5.3 Kali (K) Kali có vai trò quan trọng trong điều hòa áp suất thẩm thấu của tế bào thực vật. nó cũng hoạt hóa nhiều enzym liên quan đến hô hấp và quang hợp [12][31]. Thiếu Kali: cây kém phát triển, lá già vàng dần từ 2 mép lá và chóp lá, sau đó lan dần vào trong. Lá đôi khi bị xoắn lại, cây mềm yếu, dễ bị sâu bệnh tấn công, cây chậm ra hoa, hoa nhỏ, màu sắc không tươi và dễ bị dập nát [5]. Thừa Kali: thân, lá không mỡ màng, lá nhỏ. Thừa Kali sẽ dẫn đến thiếu Magiê và Canxi [5] 2.1.5.4 Lưu Huỳnh (S) -7- Lưu huỳnh là thành phần của cystein, cystin, methionin, acid lipoic, coenzym A, thiamin pyrophosphat, glutathion, biotin…[12][31]. Thiếu lưu huỳnh: cây có nhiều triện chứng giống thiếu nitơ, lá non chuyển sang màu vàng nhạt, cây còi cọc, kém phát triển, sinh trưởng của chồi bị hạn chế, số hoa giảm [5]. 2.1.5.5 Canxi (Ca) Canxi dùng để sinh tổng hợp vách mới của tế bào, đặc biệt trong thoi phân chia, là yếu tố phụ của vài enzym thủy giải ATP và phospholipid, cần cho hoạt động bình thường của màng và đặc biệt nó là thông tin thứ hai cho nhiều phản ứng đáp lại các dấu hiệu của môi trường và hormon [12][31]. Thiếu canxi, cây kém phát triển, rễ nhỏ và ngắn, thân mềm, lá nhỏ, cây yếu, dễ bị đổ ngã và sâu bệnh tấn công [5]. 2.1.5.6 Magiê (Mg) Magiê là thành phần của diệp lục tố, có vai trò hoạt hóa các enzym trong sự hô hấp, quang hợp và sinh tổng hợp DNA và RNA [12][31]. Thiếu Magiê: thân, lá èo uột, xuất hiện dải màu vàng ở phần thịt của các lá già trong khi hai bên gân chính vẫn còn xanh do diệp lục tố tạo không đầy đủ, cây dễ bị sâu bệnh và khó nở hoa [5]. 2.1.5.7 Sắt (Fe) Sắt là thành phần của nhiều enzym trong chuỗi chuyền điện tử (cytochrom), catalase, ferredoxin, nitrogenase…[12][31]. Thiếu sắt: các lá non úa vàng sau đó chuyển sang trắng nhạt, cây còi cọc, ít hoa và dễ bị sâu bệnh tấn công [5]. 2.1.5.8 Đồng (Cu) Đồng liên liên kết với enzym trong chuỗi chuyền điện tử (plastocyanin) trong phản ứng sáng của quang hợp [12][31]. Thiếu đồng: xuất hiện các đốm màu vàng và quăn phiến lá, đầu lá chuyển trắng, số hoa hình thành ít, cây yếu, dễ bị sâu bệnh tấn công [5]. 2.1.5.9 Bo (B) -8- Bo có vai trò trong tổng hợp acid nucleic, đáp ứng hormon và chức năng của màng , trong sự vận chuyển carbonhydrat, trong việc dùng canxi cho sự thành lập vách [12][31]. Thiếu Bo: lá dày, đôi khi bị cong lên và dòn, cây còi cọc, dễ bị chết khô đỉnh sinh trưởng, rễ còi cọc, số nụ ít, hoa dễ bị rụng, không thơm và nhanh tàn [5]. 2.1.5.10 Mangan (Mn) Mangan cần cho sự quang giải nước trong quang hợp, hoạt hóa các enzym, đặc biệt là dehydrogenase và decarboxylase trong chu trình acid tricaboxylic [12][31]. Thiếu Mangan: úa vàng giữa các gân của lá non, đặc trưng là sự xuất hiện các đốm vàng và hoại tử, các đốm này xuất hiện từ cuống lá non sau lan ra cả lá, cây còi cọc, chậm phát triển [5] 2.1.5.11 Kẽm (Zn) Kẽm cần cho hoạt động của nhiều enzym (alcol dehydrogenase), tổng hợp auxin và diệp lục tố [12][31]. Thiếu kẽm: xuất hiện các đốm nhỏ rải rác hay các vệt sọc màu vàng nhạt chủ yếu trên các lá đã trưởng thành, các lá non trở nên ngắn, hẹp và mọc sát nhau, các đốt mắt ngọn ngắn lại, cây thấp, rất khó ra hoa [5]. 2.1.5.12 Molypden (Mo) Thành phần của nitrat reductase, giúp khử nitrat thành nitrit [12][31]. Thiếu Molypden: xuất hiện đốm vàng ở giữa các gân của những lá dưới, nếu thiếu nặng các đốm này sẽ lan rộng và khô, mép lá cũng khô dần, cây kém phát triển [5]. 2.1.5.13 Clo (Cl) Clo cần cho sự quang giải nước và sự phân chia tế bào lá và rễ [12][31]. Thiếu Clo: xuất hiện các vệt úa vàng trên các lá trưởng thành, sau đó chuyển sang màu đồng thau, cây còi cọc, kém phát triển [5]. -9- 2.1.6 Tuổi lan Dendrobium và các giai đoạn sinh trưởng phát triển liên quan đến bón phân [3] Nếu tính tuổi lan từ cấy mô đến khi trổ hoa thì chu kỳ sinh trưởng này được chia thành 5 tuổi (05 giai đoạn sinh trưởng-phát triển quan trọng). + Tuổi 1: tính từ ngày cấy mô đến khi cây lan đạt tiêu chuẩn cây con tách ra vườn ươm. Tuổi này kéo dài khoảng từ 4-6 tháng tuổi tùy theo từng giống. + Tuổi 2: tính từ khi cây con tách khỏi chai mô đến khi ra khỏi vườn ươm (giai đoạn này cây con sống trong vườn ươm có điều kiện chăm sóc khác với vườn sản xuất). Tuổi này kéo dài từ 4-6 tháng tùy từng giống. + Tuổi 3: tính từ khi cây lan ra khỏi vườn ươm để trồng tại vườn sản xuất cho tới khi cây đạt tuổi trưởng thành (có thể ra hoa). Tuổi này kéo dài từ 4-6 tháng tùy từng giống (Riêng một số giống có thể kéo dài 24 tháng). + Tuổi 4: tính từ tháng tiếp theo của tuổi 3 chuyển qua hoặc tính từ trước khi cây ra hoa 3 tháng (tuổi này kéo dài khoảng 3 tháng). + Tuổi 5: tính từ khi cây nhú phát hoa đến khi hoa nở hoàn toàn (100% nụ hoa trên phát hoa đã nở hết). Tuổi này kéo dài từ 2-3 tháng tùy theo từng giống và thời tiết khí hậu. 2.2 Quá trình sinh trưởng và phát triển Quan niệm của Libbert (1979) về sinh trưởng và phát triển hiện nay được thừa nhận. Ông đã định nghĩa như sau: Sinh trưởng là sự tạo mới các yếu tố cấu trúc một cách không thuận nghịch của tế bào, mô và toàn cây, kết quả dẫn đến sự tăng về số lượng, kích thước, thể tích, sinh khối của chúng. Phát triển là quá trình biến đổi về chất bên trong tế bào, mô và toàn cây để dẫn đến sự thay đổi hình thái, chức năng của chúng. Tuy nhiên ranh giới giữa sinh trưởng và phát triển thật khó mà xác định và trong thực tế quá trình sinh trưởng và phát triển thường biểu hiện xen kẽ nhau, rất khó tách bạch ra được. Chính vì vậy, trong đời sống của cây trồng người ta chia ra -10- thành 2 giai đoạn, giai đoạn sinh trưởng, phát triển dinh dưỡng và giai đoạn sinh trưởng, phát triển sinh sản mà mốc ranh giới là sự ra hoa. Ở giai đoạn đầu thì hoạt động sinh trưởng, phát triển của các cơ quan dinh dưỡng như rễ, thân, lá chiếm ưu thế. Còn ở giai đoạn sau thì sự hình thành, sinh trưởng và phân hóa của cơ quan sinh sản, cơ quan dự trữ lại ưu thế [13]. Sinh trưởng và phát triển của cơ thể thực vật, cũng như của các mô, cơ quan gắn liền với sinh trưởng và phát triển của mỗi tế bào. Theo quan điểm hiện nay thì sự sinh trưởng tế bào thực vật trải qua 2 giai đoạn. Giai đoạn đầu là giai đoạn phân chia và giai đoạn giãn trong đó có sự tăng không thuận nghịch các yếu tố cấu trúc gắn liền với sự tăng kích thước, thể tích tế bào. Giai đoạn tiếp theo là giai đoạn phân hóa tế bào. 2.2.1 Giai đoạn phân chia tế bào Xảy ra trong các mô phân sinh. Có 3 loại mô phân sinh: mô phân sinh đỉnh, mô phân sinh lóng và mô phân sinh tầng phát sinh mạch. Để giai đoạn phân chia tế bào xảy ra thuận lợi thì trước hết phải có phytohormone hoạt hóa sự phân chia tế bào, đó là cytokinin. Ngoài cytokinin, auxin và giberelin cũng có vai trò nhất định trong sự phân chia tế bào [13]. 2.2.2 Giai đoạn giãn của tế bào Xảy ra tại những tế bào phía dưới mô phân sinh. Chúng tăng kích thước và thể tích nhanh chóng qua việc kéo dài (giãn) tế bào. Điều kiện quan trọng nhất cho tế bào giãn được là sự có mặt của các phytohormone kích thích sự giãn tế bào bao gồm auxin và giberelin. Vai trò của auxin là hoạt hóa bơm H+ nhằm bơm H+ ra ngoài thành tế bào. Sự giảm pH thành tế bào sẽ hoạt hóa các enzyme phân hủy các cầu nối ngang giữa các bó vi sợi cellulose và làm cho chúng tách rời nhau. Dưới tác động của sức trương do hấp thu nước thẩm thấu vào không bào mà các vi sợi cellulose đó có thể vận động trượt theo các hướng khác nhau và kết quả thành tế bào giãn ra. Song song với quá trình này còn có quá trình sinh tổng hợp các vật liệu mới xây dựng thành tế bào ở vị trí đã giãn. Giberelin ngoài cơ chế hoạt hóa bơm proton như auxin, nó còn kích thích các enzyme thủy phân liên quan đến cơ chế hấp thu -11- nước thẩm thấu của tế bào và tăng cường hàm lượng auxin nhờ tăng hàm lượng triptophan. Điều kiện cực kỳ quan trọng cho việc giãn tế bào là nước vì sự hấp thu nước thẩm thấu vào không bào có ý nghĩa quyết định cho sự giãn của tế bào. Nếu thiếu nước thì giai đoạn giãn tế bào bị ức chế. Các nguyên tố dinh dưỡng cũng có ý nghĩa quan trọng lên sự giãn tế bào như N, P, chẳng những chúng kích thích phân chia tế bào mà còn tăng cường sinh trưởng giãn vì chúng là thành phần protein, cấu trúc nên tế bào. Ca làm cho sự giãn tế bào kết thúc sớm hơn, cây cứng cáp hơn vì pectat canxi sẽ gắn các tế bào với nhau chặt hơn [13]. 2.2.3 Giai đoạn phân hóa tế bào Là giai đoạn trong đó có sự biến đổi về cấu trúc chức năng của tế bào. Các tế bào mô phân sinh phân chia liên tục cho ra các tế bào mới. Các tế bào mới này trải qua giai đoạn sinh trưởng giãn và sau đó bằng các con đường khác nhau mà chúng phân hóa thành các tế bào của các mô chức năng đảm nhiệm các chức phận sinh lý đặc trưng [13]. 2.3 Các chất điều hòa sinh trưởng thực vật 2.3.1 Auxin Auxin (AIA-acid indol-3-acetic), các chất có cấu trúc tương tự hay dẫn xuất, tiền chất của AIA cũng đều được gọi là auxin. Auxin đươc tổng hợp trong ngọn thân, trong mô phân sinh (ngọn và lóng) và lá non, sau đó auxin sẽ di chuyển hữu cực tới rễ và tích tụ tại rễ. Auxin có nguồn gốc từ tryptophan hay indol. Auxin có 2 dạng chính, tự do và kết hợp. Ở dạng tự do mới biểu hiện hoạt tính. Dạng kết hợp là hình thức giúp vận chuyển và dự trữ auxin trong cây [6][11]. Vai trò của auxin: - Trong hoạt động kéo dài tế bào: ở tế bào rễ thấp hơn ở tế bào thân. Ở nồng độ quá cao thì auxin trở nên độc với cây. -12- - Trong sự phân chia tế bào và sự phân hóa: auxin kích thích mạnh sự phân chia tế bào vùng tượng tầng (tầng phát sinh libe-mộc), nhưng hầu như không tác động lên mô phân sinh sơ cấp. Như vậy, auxin tác động trên sự tăng trưởng theo đường kính . Ở nồng độ cao, auxin kích thích tạo mô sẹo. Auxin giúp phân hóa mô dẫn (libe và mạch mộc). Auxin giúp tăng trưởng chồi non khi kết hợp với cytokinin và khởi phát sự tạo mới mô phân sinh ngọn chồi từ nhu mô. Tuy nhiên ở nồng độ cao, auxin cản sự phát triển của phát thể chồi vừa được thành lập hay của chồi nách, các chồi bây giờ vào trạng thái tiềm sinh. Auxin giúp tạo sơ khởi rễ nhưng cản sự tăng trưởng của các sơ khởi rễ khi ở nồng độ cao. - Thiết lập tính hữu cực của cơ quan do đặc tính di chuyển của auxin cùng với hiệu ứng theo nồng độ của auxin quyết định [11] 2.3.2 Cytokinin Cytokinin đầu tiên được phát hiện là kinetin (6-furfurilaminopurin) (Miller, Skoog, Saltza và Strong 1955) được trích từ ADN của tinh trùng cá bẹ được hấp vô trùng. Kinetin chỉ hoạt động khi có sự hiện diện của auxin, không có auxin, sự phân chia tế bào do cytokinin không xảy ra. Ngược lại, không có cytokinin thì auxin tạo các tế bào khổng lồ do không có sự phân vách. Sau sự khám phá kinetin, Letham và Miller chứng minh chất trích từ phôi nhũ bắp non chứa chất có cùng hiệu ứng với kinetin và được gọi là zeatin (Letham 1963) có cấu trúc gần giống kinetin và hoạt tính mạnh gấp 10 lần. Nước dừa (phôi nhũ lỏng) cũng chứa zeatin (Letham 1974). Mô phân sinh ngọn rễ là nơi chủ yếu tổng hợp cytokinin tự do cho cả cơ thể thực vật, từ đây cytokinin sẽ theo mạch mộc di chuyển tới chồi [6][11] Vai trò của cytokinin: - Trong sự tăng trưởng tế bào: cytokinin kích thích sự phân chia tế bào trong điều kiện có auxin. Trong thân và rễ, cytokinin cản sự kéo dài nhưng kích -13- thích sự tăng rộng tế bào ( sự tăng trưởng củ) và sinh tổng hợp protein, kích thích gia tăng kích thước lá trưởng thành. - Trong sự tạo cơ quan: tùy thuộc vào tỷ lệ auxin/cytokinin, nếu tỷ lệ auxin/cytokinin thấp thì tạo chồi, nếu tỷ lệ auxin/cytokinin cao thì tạo rễ . - Trong sự lão suy và huy động chất dinh dưỡng: cytokinin giúp làm chậm quá trình lão suy, cytokinin giúp huy động chất chất dinh dưỡng về vùng mô được xử lý . - Cytokinin giúp cho sự trưởng thành của diệp lạp nhanh hơn trong điều kiện chiếu sáng [11]. - Cytokinin liên quan đến các quá trình sinh lý và sinh hóa bao gồm sự nảy mầm của hạt [30], phân chia tế bào [34], hình thành cơ quan và tái sinh [14], đàn áp ưu thế ngọn [15], phát triển hoa [32], lão suy các cơ quan thực vật [29]. 2.3.3 Giberelin Kurosawa (1926) chứng minh chất trích từ nấm Gibberella fujikuroi (Fusarium heterosporum) gây bệnh lúa von. Yabuta và Sumili (1938) cô lập hỗn hợp từ Gibberella và gọi là giberelin. Đến 1950, các nhà khoa học Anh và Mỹ cô lập và tinh khiết chất từ môi trường nuôi cấy nấm và gọi là acid giberelic (GA) . Giberelin là nhóm lớn, hiện nay phát hiện trên 100 chất, đó là các Giberelin Ax hay GAx theo thứ tự khám phá. GA3 được cô lập từ chủng Fusarium. Hiệu ứng chính của các giberelin là kéo dài thân [6][11]. Sinh tổng hợp Giberelin: Giberelin là những terpenoid, được tạo từ 4 đơn vị isopren (C5). Các đơn vị này ít nhiều bị biến đổi trong phân tử giberelin. Theo lý thuyết, các giberelin có 20C, nhưng nhiều chất chỉ có 19C. Giberelin được tổng hợp tại các mô non của chồi, lá, rễ và phôi. Từ tiền chất là acid mevalonic, các isopren được thành lập và kết hợp với nhau qua nhiều giai đoạn để cho Kauren (C20). Từ đây, sườn Kauren sẽ -14- biến đổi thành GA12-aldehyd và theo các con đường khác để tạo ra các giberelin khác nhau. Trong số đó, GA1 là chất kích thích sự kéo dài thân ở thực vật [11]. Vai trò giberelin: - Kéo dài tế bào qua kiểm soát hướng đặt các vi sợi, giảm nồng độ Ca2+ trong vách (giúp giãn vách ở dicot) và cản hoạt động các peroxidase vách tế bào do đó làm chậm sự hóa cứng của vách (tạo lignin do các peroxidase). - Kéo dài lóng do vừa kéo dài, vừa phân chia tế bào thân, nhất là tế bào nhu mô vỏ và biểu bì. - Tăng trưởng lá khi dùng GA liều cao hay kết hợp với cytokinin [11]. - Vai trò của GA trong sự phát triển cánh hoa được chứng minh ở nhiều loài thực vật. Khi phân tích GA nội sinh ở bao phấn và tràng hoa cây petunia cho thấy sự có mặt của GA1 và GA4 có hoạt tính sinh học. Ở gen nap của Arabidopsis chứng minh vai trò trong điều hòa sự truyền đến pha thứ cấp của sự sinh trưởng tràng hoa, nó liên quan đến sự mở rộng cánh hoa một cách nhanh chóng [27]. Bởi vì Cánh hoa của Arabidopsis kéo dài đòi hỏi GA [22], có thể sự biểu hiện gen nap được cảm ứng bởi hormone. Weiss (2000) báo cáo rằng GAs kiểm soát sự hình thành sắc tố trong trường hợp các sắc tố tích tụ tại phần mở rộng của tế bào cánh hoa [33]. Hiệu quả này của GA3 thì không loại trừ gen sinh tổng hợp anthocyanin, nhưng cũng điều hòa một số gen khác của tràng hoa như GA3 cảm ứng gen gip [16] biểu hiện ở tràng hoa trong quá trình kéo dài tế bào. Mặc dù chức năng protein GIP vẫn chưa biết. Kening (1985) tìm thấy sự gia tăng rõ rệt nồng độ GA ở cánh hoa Gailardia, sau đó giảm ở giai đoạn sau, chỉ ra rằng mặc dù ở nồng độ thấp, GA có thể cảm ứng toàn bộ chương trình tăng trưởng, có thể qua hoạt động điều hòa các gen chủ chốt [20]. Những nhân tố này có thể cảm ứng gen từ những con đường khác nhau. Sabehat và Zieslin (1994) cho thấy GAs có thể có vai trò trong bảo vệ màng nguyên vẹn và kiểm soát tính thấm màng tế bào của cánh hoa hồng [26]. Các quan sát từ công việc của Kuiper et al. (1991) đề nghị GA có thể thay đổi khả -15- năng tích lũy đường ở cánh hoa hồng và dường như kích thích hoạt động tích lũy đường [23]. Các kết quả của Ganelevin và Zieslin (2002) chỉ ra rằng lá đài có thể là nguồn GA trong quá trình phát triển chồi hoa. Việc loại bỏ lá đài làm giảm đi trọng lượng tươi và khô cũng như giảm chiều dài của chồi và cuống hoa. Sử dụng GA3 ngoại sinh hoàn toàn có thể khôi phục lại chiều dài cuống hoa [18]. Bên cạnh đó, sự hình thành kiểu hình sao không bình thường ở hoa hồng do đặt vào ethylen ngoại sinh hoàn toàn được ngăn cản bởi dùng GA3 sau đó. Điều này ủng hộ vai trò của GA trong việc làm giảm tính nhạy cảm với ethylen của hoa hồng. GAs làm biến đổi khủng hoảng ethylen làm kéo dài sự sống [28]. 2.3.4 Abcisic acid Là một sesquiterpen (3 đơn vị isopren), giống giberelin, acid abcisic cũng có nguồn gốc từ acid mevalonic. Acid Abcisic hoạt động trong sự phát triển và tính chống chịu, là chất đối kháng với giberelin, có vai trò cản sự nảy mầm, kéo dài sự ngủ nghỉ của hạt, làm chậm kéo dài lóng. Acid abcisic kích thích sự rụng nhưng không phải là chủ yếu so với ethylen và auxin. Acid abcisic làm đóng khí khẩu [6][11]. 2.3.5 Ethylen Neljubow (1901) thấy cây mầm đậu tăng trưởng trong tối có một phản ứng bộ 3 xảy ra ở thân: ngắn, phình to và hướng ngang một cách bất thường và chứng minh đó là do ethylen. Sau đó người ta biết chất khí này kích thích sự chín trái. Con đường sinh tổng hợp ethylen khởi sự từ methionin, thường ở dạng họat động là SAM (S-adenosylmethionin) qua ACC (acid 1-amino-cyclopropan-1- carboxylic) nhờ ACC synthase và từ ACC chuyển thành ethylen nhờ ACC oxidase. -16- AVG (aminoethoxyvinylglicin) và AOA (aminooxiacetic acid) cản sự đổi SAM thành ACC. Cobalt cản đổi ACC thành ethylen. Ag+ cản mạnh hoạt động của ethylen, CO2 ở nồng độ cao (5-10%) cũng cản họat động của ethylen nhưng kém hiệu quả hơn Ag+ [11] Auxin và cytokinin kích thích sản xuất ethylen bằng cách kích thích sự thành lập ACC. Acid abcisic cản sự thành lập ACC. Vai trò của ethylen trong sự tăng trưởng: - Sự tăng trưởng cây mầm và sự tạo móc: trong tối, ethylen được sản xuất trong vùng móc và cảm ứng sự cong (tạo móc) cho phép cây mầm lú khỏi mặt đất mà không bị hư mô phân sinh ngọn. Dưới ánh sáng, móc lại mở ra. Ánh sáng đỏ cản sự thành lập móc, còn ánh sáng đỏ xa thì ngược lại. - Sự kéo dài thân cây mầm và sự tạo rễ: ở vài loài monocot (lúa), ethylen kích thích sự kéo dài thân cây mầm (ngược với hiệu ứng thông thường). Ethylen cảm ứng sự thành lập rễ ở lá, thân, cuống hoa và ngay trên rễ ở nồng độ cao. - Hoạt động trong các phản ứng do vết thương hay stress: do sự sản xuất ethylen gia tăng nhanh chóng khi thực vật bị thương hay stress [11] 2.4 Tình hình nghiên cứu về chất điều hòa sinh trưởng và phân bón trên cây lan 2.4.1 Nghiên cứu về chất điều hòa sinh trưởng trên cây lan 2.4.1.1 Ngoài nước • M.G. Blanchard và E.S. Runkle (2008) nghiên cứu về BA kiểm soát sự ra hoa ở lan Doritaenopsis và Phalaenopsis cho thấy khi xử lý chỉ có BA ở nồng độ 200 và 400mg/L có phát hoa nhìn thấy sớm hơn (3-9 ngày), nhiều phát hoa hơn (0,7-3,5 phát hoa) và nhiều hoa (3-8 hoa) trên một phát hoa hơn so với đối chứng không xử lý trong điều kiện nhiệt độ là 230C. Tuy nhiên khi xử lý với BA nhưng ở 290C thì không thấy khởi sự phát hoa. Xử lý với hỗn hợp BA+GA (GA4 và GA7) thì cho kết quả không có sự khác biệt có ý nghĩa so với đối chứng. Do đó tác giả đề nghị -17- việc dùng GA cùng với BA thì không làm tăng cường đáp ứng ra hoa ở Phalaenopsis với BA [24]. • C.J. Goh, A.L. Yang (1978) nghiên cứu ảnh hưởng các chất điều hòa tăng trưởng (BA, GA, IAA) lên sự đáp ứng của phát hoa Dendrobium lai (D. Lady Hochoy và D. Buddy Shepler × D. Peggy Shaw) thấy ra hoa ở Dendrobium cần cytokinin, còn GA thì giúp tăng nhẹ ảnh hưởng của BA, IAA giúp tăng cường hiệu quả của BA. • C.J.Goh (1979) khi nghiên cứu về hormon điều hòa quá trình ra hoa ở lan Denrobium Luisae cho thấy hoa chỉ xuất hiện sau cuối giai đoạn tăng trưởng dinh dưỡng ở giả hành. Ở giả hành trưởng thành thì cytokinin (BA) kích thích ra hoa. Giberelic acid tăng cường hiệu quả nhưng bản thân nó thì không có hiệu quả kích thích ra hoa. Cụ thể là BA ở nồng độ 10-3M, số chồi hoa trưởng thành là 6 so với BA ở nồng độ 10-4M là 4, tổng số cây ra hoa là 80%. Nhưng khi kết hợp BA (10-3M) và GA (10-4M) thì số chồi hoa trưởng thành là 7, tổng số cây ra hoa là 100%, đồng thời chiều dài phát hoa cũng dài hơn và thời gian khởi sự chồi hoa cũng ngắn hơn khoảng 1-2 ngày (7-8 ngày). Trong khi đối chứng (không xử lý) thì không ra hoa [17]. • Nhóm tác giả Vichiato, M.R. de M. et al. (2007) nghiên cứu về sự kéo dài của Dendrobium nobile Lindl. bằng cách phun acid giberilic để giúp cây phát triển nhanh. Kết quả cho thấy tăng chiều cao (64,08%) và tăng chiều dài lá (44,27%) đồng thời làm giảm 50% đường kính giả hành và 56,09% chiều rộng lá. Không có sự khác biệt có ý nghĩa giữa các nồng độ GA3 (50,100,200,400mg/L) [25]. • Nhóm tác giả Guek Eng Sim, Chiang Shiong Loh, Chong Jin Goh (2007) nghiên cứu về ra hoa sớm trong ống nghiệm của Dendrobium Madame Thong-In (Orchidaceae) chứng minh BA giúp khởi sự phát hoa và hình thành mầm hoa [19]. -18- • Tương tự, Kim Hor Hee, Chiang Shiong Loh, Hock Hin Yeoh (2007) cũng thấy BA ở 11,1μM giúp cảm ứng ra hoa cây sau khi trồng 6 tháng trong ống nghiệm ở loài Dendrobium Chao Praya Smile (Orchidaceae) [21]. 2.4.1.2 Trong nước: • Trịnh Cẩm Tú và Bùi Trang Việt (2006) khi nghiên cứu về vai trò của các chất điều hòa tăng trưởng thực vật trong sự phát triển của phát hoa Dendrobium Sonia cho thấy AIA giúp hình thành hệ thống mạch bên dưới mô phân sinh hoa tự, BA giúp nụ tận cùng chậm héo, GA3 giúp kéo dài lóng của trục phát hoa [8][10]. • Cũng cùng tác giả này khi nghiên cứu và áp dụng các chất điều hòa tăng trưởng thực vật nhằm làm tăng số nụ hoa và chất lượng hoa lan Dendrobium sp. thì thấy hỗn hợp AIA 2mg/L, BA 5mg/L, GA3 10mg/L kết hợp với CoCl2 0,25% khi phun trực tiếp lên phát hoa có tác dụng kéo dài đời sống mô phân sinh hoa tự, làm tăng số nụ hoa trên phát hoa [9]. 2.4.2 Nghiên cứu về phân bón trên cây lan 2.4.2.1 Ngoài nước • Yin-Tug Wang (1996) nghiên cứu về dinh dưỡng (N-P-K) trong giai đoạn sinh trưởng dinh dưỡng và ra hoa ở lan Phalaenopsis. Kết quả cho thấy không có sự khác biệt giữa các loại phân bón (10-30-20, 15-10-30, 15-20- 25, 20-5-19, 20-10-20, 20-20-20) và giữa các nồng độ 100 và 200mg/L. Tuy nhiên, cây có lá rộng, tổng diện tích lá lớn thì đáp ứng với nồng độ phân cao hơn và chỉ có khác biệt có ý nghĩa ở số lá. Khi sử dụng NPK 10-30-20 thì pH thấp hơn các phân khác . 2.4.2.2 Trong nước -19- • Dương Hoa Xô và Nguyễn Đăng Nghĩa (2008) “Nghiên cứu ứng dụng một số biện pháp kỹ thuật mới để phát triển mô hình sản xuất nhóm hoa lan Mokara và Dendrobium”. Trong nghiên cứu này tác giả đã xây dựng quy trình bón phân cho lan Dendrobium nhằm đạt năng suất và chất lượng cao [14]. Quy trình 100% hữu cơ: Quy trình 50% vô cơ + 50% hữu cơ RONG BIỂN K-HUMATE VITAMAX-B1 KNO3 30 - 10 -10 VITAMAX-B1 RONG BIỂN